facebook LinkedIN LinkedIN - follow
IT SYSTEM 3/2004

DAS, SAN, NAS:

Varianty řešení ukládání a zálohování dat

Rita Pužmanová


V elektronické éře se podniky a organizace potýkají se stále rostoucím objemem dat, o která je potřeba se starat. Spolu s objemem dat rostou i náklady na spolehlivé ukládání dat, přičemž k hardwarovým a softwarovým nákladům je potřeba připočítat i výdaje na schopný personál. Objem dat roste především v souvislosti s implementací systémů elektronického obchodování, bankovnictví, managementu vztahů se zákazníky (CRM) a dodavatelských vztahů. Současně je i veškerá obchodní korespondence, projektová dokumentace a podnikatelské plánování prakticky v elektronické podobě, takže bez potřebného zálohování hrozí ztráta těžko nahraditelných dat. Moderní multimediální aplikace v souvislosti s širokopásmovými službami také vedou ke zvyšování objemu dat, která je třeba ukládat. A nejedná se pouze o data, která potřebuje jen samotná organizace (včetně elektronické pošty), ale o spoustu dat, o něž se musí postarat podle předpisů pro nejrůznější úřady (finanční úřad, správa sociálního zabezpečení, zdravotní pojišťovny apod.), a to po různě dlouhou dobu. Jedná se o informace finančního rázu, účetnictví, výkazy majetku, údaje o zaměstnancích apod., jejichž ztráta v případě nedostatečného nebo chybějícího zálohování může být opravdovou katastrofou.


Strategie nebo taktika
Ukládání dat (storage) přesto stále není chápáno jako strategická, ale jako taktická záležitost. Proto IT manažeři musí přesvědčit vedení podniku o tom, jak jsou data, jejich management, záloha a možnost obnovy kriticky důležité pro chod organizace. Přes již zažitou důležitost zálohování dat mnohde návrhy na strategická řešení ukládání dat narážejí na nesouhlas kvůli ceně, rizikům a také otázkám vlivu na nepřerušený běh podniku. Výdaje na ukládání dat v podnicích teď tvoří víc jak polovinu výdajů na IT a podle IDC se v letošním roce se dostanou až na 75 % celkových výdajů na IT (náklady na správu dat se odhadem pohybují od 3,5 dolarů za rok na každý GB podle sdružení SNIA až po 13 dolarů podle Yankee Group).

Gartner Group odhaduje, že na každý dolar vynaložený na hardware pro ukládání dat je třeba 3 dolarů na správu dat.

Ukládání a zálohování dat není nový fenomén. Vedle původní otázky „kam s nimi“ se dnes ovšem v souvislosti s novými riziky objevuje otázka nová: „jak ztracená data rychle obnovit“. Cílem je mít data zálohovaná tak, aby se zabránilo ztrátě nebo poničení dat a aby vybraná data byla v případě nutnosti rychle dostupná, v mnoha případech v reálném čase (disaster recovery).

Navíc zálohování musí probíhat velice rychle a být dobře plánované, protože v podnicích už nebývá dlouhá doba „nečinnosti“, kdy by podnikový systém nebyl v provozu a data se mohla dlouze zálohovat, například v noci nebo o víkendech, neboť často je potřeba plně fungovat 24 hodin denně, 7 dní v týdnu. To vše však zvyšuje složitost celého systému ukládání dat a samozřejmě i náklady s ním spojené. Čím distribuovanější společnost a čím více obchodních zájmů, tím je větší celková realizační náročnost celého systému ukládání dat. Nedílnou součástí strategie musí být vhodné mechanismy zabezpečení dat podle jejich kritičnosti a citlivosti.

Patero rad pro zvládnutí práce s daty
· znát podniková data a prostředky k jejich ukládání
· znát předpisy ohledně uchovávání specifických kategorií dat
· zajistit dostatečnou odolnost úložných médií
· stanovit politiku ukládání dat plně vyhovující dané organizaci a sektoru, kde působí
· politiku ukládání dat dodržovat a plán obnovy prověřovat!

Za všech okolností je dnes nutné udržet v chodu citlivé podnikatelské aktivity (business continuity) včetně on-line obchodování a servisních činností, jak pro zákazníky, tak pro partnery a zaměstnance. Každá společnost by si měla být schopna spočítat, jakou ztrátu může znamenat výpadek činnosti za určitý časový úsek a jaká další, dlouhodobější rizika výpadku mohou vzniknout – patří mezi ně ztráta důvěry zákazníků a následně jejich přechod ke konkurenci. Ztráty tohoto typu lze pouze odhadovat, protože zahrnují i kvalitativní ztráty (např. ztrátu reputace), jejichž skutečný dopad lze dohlédnout a vyčíslit jen stěží.

Zálohování a zajištění kontinuity podnikatelské činnosti musí být součástí podnikatelského plánu. Ukládání dat nemůže být ponecháno zcela na jednotlivých uživatelích, ale musí existovat jednotná politika pro správu, ukládání a zálohování dat a vyčleněný personál v dostatečném počtu a kvalifikaci. Plán pro obnovu dat po katastrofě (disaster recovery) musí být nejen dobře promyšlen, ale také jednou či dvakrát ročně prověřen.

Organizace má i v případě zálohování svých dat možnost zvolit realizaci buď vlastními silami, nebo může svěřit péči o svá data specializovanému poskytovateli služeb zálohování. Outsourcing s ohledem na zálohování dat v případě katastrof je stále častější i pro menší podniky.

Varianty řešení
Dnešní technologie ukládání dat jsou velice spolehlivé, trvanlivé, rychlé, málo náchylné na zničení a úsporné z hlediska spotřeby místa pro archivaci. Především se jedná o optická média a optické sítě, které nabízejí nejen jinak nedosažitelnou kapacitu jak samotného paměťového prostoru (gigabytů až terabytů), tak rychlosti přenosu dat (Gbit/s), ale také spolehlivost (trvanlivé optické paměti a malá bitová chybovost u optických sítí).

Tradičním řešením ukládání dat je DAS: připojení jednoho nebo více disků k serveru pro ukládání dat. DAS používá buď rozhraní EIDE (známé také pod označením ATA) nebo Serial ATA, či spolehlivější a dražší SCSI. Velmi časté je u této varianty využití diskového pole dle některé ze specifikací RAID.

Klíčové pojmy z oblasti ukládání podnikových dat
DAS (Direct Attached Storage)
Úložná zařízení přímo připojená k serveru; všechny informace směrem z i do úložné jednotky musí procházet serverem, takže může dojít k přetížení serveru.

RAID (Redundant Array of Independent Disks)
Seskupení dvou nebo více disků, které se jeví serveru jako jedna logická jednotka. Jedná se o snadno řiditelnou jednotku pro ukládání dat.

SCSI (Small Computer Systems Interface)
Paralelní sběrnicový port používaný pro připojení periferních zařízení, jako jsou RAID, páskové jednotky nebo servery. Jedná se o levné řešení pro přímé připojení úložných prostředků, ale s omezením co do rozšiřitelnosti a dosahu.

NAS (Network-Attached Storage)
Specializované servery pro připojení úložných zařízení (nejčastěji páskových jednotek a diskových souborů RAID) k síti. Podporuje různé operační systémy a protokoly pro přenos a vyhledávání souborů a je optimalizované pro přístup k souborům. Mezi výhody NAS patří nízké náklady a jednoduchost implementace i managementu; nevýhodou je obtížná rozšiřitelnost.

SAN (Storage Area Network)
Síť nezávislá na podnikovém intranetu, specificky zaměřená na propojení úložných zařízení. SAN je optimalizovaná na sběr, ukládání a výběr bloků dat. SAN používají otevřené technologie jako Fibre Channel, nebo řešení orientovaná na IP (iSCSI, FCIP nebo iFCP).

Fibre Channel (FC)
Technologie propojení výkonných úložných zařízení a serverů optickými kanály, která umožňuje bezpečně přenášet data vysokou rychlostí na omezenou vzdálenost (max. 10 km), a to v rámci datového centra typicky odděleného od podnikové sítě. Omezení dosahu sítě lze částečně obejít použitím přepínačů, které představují preferovanou formu struktury Fibre Channel, ale síť je stále určená pro lokalizované úložné řešení. Přepínač se připojuje k podnikové síti pomocí rychlých HBA (Host Bus Adapter), které se nacházejí na serverech a slouží k fyzickému připojení síťového hardwaru (periferií a serverů) k síti.

iSCSI (Internet SCSI)
Propojení zařízení pro ukládání dat se sítěmi na bázi IP; vhodné pro menší podniky s využitím běžné kabeláže pro ethernet a pro vzdálené zálohování.


FCIP (Fibre Channel over Internet Protocol)
Tunelovací protokol, který slouží k rozšíření sítě Fibre Channel.

iFCP (Internet Fibre Channel Protocol) – protokol propojující SCSI a sítě Fibre Channel; lze jej použít vedle existujících protokolů, jako FCIP, nebo je může nahradit. iFCP tak umožňuje přechod od SAN založených na Fibre Channel k sítím SAN na bázi IP.

Po samostatných úložných jednotkách přišly na trh síťové úložné prostředky (NAS), tedy specifická zařízení, nacházející se mezi aplikačním serverem a souborovým serverem. Nevýhodou je, že zařízení NAS spotřebovává prostředky podnikové sítě a může ji nepříjemně zatěžovat a nepříznivě ovlivňovat chod podnikových aplikací.

Od roku 2000 se trend zálohování dat přesunuje z lokálních sítí na samostatné úložné sítě (SAN) s vysokou dostupností. Oddělené sítě přispívají ke snazšímu zálohování i dostupnosti dat a k lepší bezpečnosti uložených dat, protože data mohou být chráněna mimo jiné i tím, že se mohou nacházet daleko od fyzického umístění podniku. Sítě tak znamenají efektivní sdílení podnikových dat a odstranění jednoho úzkého a nebezpečného místa selhání.

Výhody síťového zálohování dat
Přechod k síťovým řešením zálohování dat přináší několik výhod najednou:
· zvyšuje se využívání kapacity zařízení na 75 % ve srovnání s 50% u DAS,
· snižuje se složitost a zvyšuje se produktivita IT pracovníků prostřednictvím centralizovaného managementu a rychlého a snadného zálohování,
· zvyšuje se dostupnost podnikových informací a zlepšuje se rychlost „zotavení“ po katastrofě.

SAN jako efektivní úložná síť
Na rozdíl od NAS představuje SAN celou síť, propojující veškerá zařízení určená k ukládání dat a servery. Tím, že je SAN oddělena od komunikační sítě podniku (směrovačem) a funguje jako sekundární síť, ulevuje hlavní síti, protože veškeré objemné přesuny dat se odehrávají mezi systémy připojenými k SAN. Zátěž je rozložená mezi více serverů s různým úložným prostorem, případně se realizuje přímo na páskové jednotky (server-less), takže neexistuje jediné problematické místo potenciálního selhání jako v případě přímo připojených úložných jednotek.

Principiálně mohou organizace implementovat SAN buď jako jednotnou komplexní infrastrukturu pro konsolidované ukládání dat s centralizovaným managementem, nebo jako distribuovanou infrastrukturu se SAN v různých pobočkách, kde se lze vyhnout mega-SAN, ale nastupuje složitější distribuovaný management. V budoucnu se tyto cesty budou muset zřejmě spojit, aby organizace mohly využít distribuované SAN s výkonnými přepínači v centrální infrastruktuře.

SAN jsou celkově příznivé pro svoji výkonnost, spolehlivost a možnost řízení. Jednou z nevětších výhod SAN je jejich schopnost prakticky nekonečně růst, takže jsou vhodné i do podnikových sítí, které rostou velmi rychle. Cenově však SAN nepatří mezi levné záležitosti. Nicméně s nastupujícími normalizovanými síťovými řešeními by měly náklady na ně postupně klesat a současně by měla být zajištěna možnost vzájemné spolupráce řešení od různých výrobců.

Porovnání nákladů DAS, NAS a SAN a podíl jednotlivých položek v celkových nákladech ukazuje obrázek 1.

Porovnání nákladů na ukládání dat u jednotlivých řešení

SAN jsou složité a drahé především kvůli technologii Fibre Channel, na níž stojí. S masovým rozvojem IP sítí a s rozvojem potřeb pro ukládání dat se začalo pracovat na řešeních, která by šla realizovat prostřednictvím IP, navázat na drahou infrastrukturu Fibre Channel, nebo ji úplně nahradit a celkový systém zlevnit.
SAN nejsou nástupcem NAS, ani nenahrazují NAS; tato řešení se mohou vzájemně doplňovat, být vzájemně efektivně propojená, jak ostatně dokládá i obrázek 2.

Typická úložná síť


Porovnání NAS a SAN

Závěrem
Dobře zvolená, propracovaná, a zejména dodržovaná strategie ukládání a zálohování dat je naprosto nezbytná pro nepřerušený chod moderní organizace. Prvním krokem v realizaci síťového řešení ukládání dat je zhodnocení existujících úložných řešení v podniku. Tak se zjistí potenciální problémy a úzká místa. IT manažeři by se měli podívat na to, jaká úložná zařízení jsou k dispozici, kde jsou umístěna (geograficky i s ohledem na podnikovou síť) a jak efektivně se v současnosti využívají. Musí se také zaměřit na otázky vzájemné propojitelnosti, aby investice do perspektivní SAN plně využila stávajících, dosud vyhovujících prostředků pro ukládání dat. Se síťovým řešením zálohování dat souvisí celá řada dalších záležitostí, jako bezpečnost, management, outsourcing či využití metropolitních optických sítí. O tom ale zase někdy příště.

Další zdroje:
Storage Networking Industry Association (SNIA) www.snia.org
Enterprise Storage Forum www.enterprisestorageforum.com
Networked Storage Info Center http://searchstorage.techtarget.com/infoCenter/0,294261,sid5,00.html
Storage portál http://storage.itworld.com

Ing. Rita Pužmanová, CSc., MBA, je nezávislá specialistka v oblasti komunikačních sítí, školitelka a autorka.
Chcete získat časopis IT Systems s tímto a mnoha dalšími články z oblasti informačních systémů a řízení podnikové informatiky? Objednejte si předplatné nebo konkrétní vydání časopisu IT Systems z našeho archivu.


Inzerce

Konec papírování, digitalizujte a usnadněte si práci!

IT Systems 3/2024V aktuálním vydání IT Systems jsme se zaměřili na vývoj digitalizace ve světě peněz, tedy v oblasti finančnictví a pojišťovnictví. Dozvíte se například, proč je aktuální směrnice PSD2 v inovaci online bankovnictví krokem vedle a jak by její nedostatky měla napravit připravovaná PSD3. Hodně prostoru věnujeme také digitalizaci státní správy a veřejného sektoru, která nabírá obrátky.